如何在南极洲安装光伏系统? - 光伏們
如何在南极洲安装光伏系统?
责任编辑:liliuyan 作者:Jill 2018/12/29 16:39:19 浏览:508 分享

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乌拉圭决定用太阳能为其南极基地提供电力。Marcelo Mula,安装团队Tecnogroup的执行董事,表示公司准备在2019年将测试阵列升级到100KW。

 

请谈谈你们公司的经营情况?有多少雇员?在光伏行业干了多久了?


Tecnogroup是乌拉圭公司的综合企业,在可再生能源工厂的开发,采购,建设,运营和维护方面拥有丰富的国际经验。我们集团还从事一般土木建筑工程。


我们目前拥有350名员工,并拥有多个子公司,业务涉及制造,运输和物流,机电工程和土木工程等各个领域。


Technova Renovables是我们专注于可再生能源业务的子公司,自2012年以来,该公司已经交付完成120MW以上的光伏大型农场项目(1MW以上)以及10MW以上的微型农场项目(功率500KW以下)。


我们还在美国,智利和阿根廷等海外市场开发和执行了多个光伏项目,同时我们一直关注如何优化可再生能源,为我们服务的社区提供长期价值和可持续性的服务。


请问你们是如何最终被选中负责南极洲项目的?


乌拉圭政府是可再生能源一体化的坚定拥护者,并且在实施了一项减少对化石燃料依赖的十年计划后,国家97%的电力现在来自水电,太阳能,风能和生物质能。


在取得这样的成功之后,政府非常热衷于将这个计划扩展到乌拉圭之外,与许多其他国家一样,乌拉圭在南极洲建立并维护了30多年的研究基地。


Artigas基地于1984年12月建立,在夏季有10名研究科学家和15名工作人员。该基地传统上由柴油发电机提供动力。除了环境影响之外,在如此偏远和恶劣的条件下购买,运输和储存柴油的物流使得化石燃料的使用,成为给这些基地提供动力的低效又危险且昂贵的解决方案。


政府选择Technova Renovables 来重新审视南极Artigas基地在可再生能源方面的潜力和领导力。该项目需要确保能提供这种开创性的太阳能设施的安装,并且需要设计成能够承受南极洲的巨大环境挑战。


由于该项目的重要性和挑战性,这需要我们的合作伙伴之间的相互配合,包括政府和能源部MIEM,以及当地公用事业公司UTE和乌拉圭南极学院。在这个微妙的生态系统内,协作对于管理其中的设计和安装过程至关重要。


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图2

 

这次机会最吸引你的是什么?


南极洲是世界上最不适合居住的地方之一。跨越14000平方公里,极端生存条件包括温度低至-89.2°C,风速超过200 km / h,我们当时非常有兴趣能够在如此脆弱的生态环境和极端气候下开发,安装和测试光伏技术的性能。与此同时,我们希望成为基地的开拓战略的一分子,立志将可再生能源(光伏,风能,生物燃料)增加并整合到更广泛的能源基质中,降低能源消耗和对柴油的依赖。

 

你能给我们讲解一下系统设计吗?比如说,为什么你们要选择垂直安装?


为了给这个1. 2 kWac 的小型试验场开发可持续解决方案,项目团队面临着好几个史无前例的挑战。


包括高达200公里/小时的刺骨寒风,极低的温度,外加日照时数的极端变化-夏天最长可达16小时的日照,冬天却不及2小时的日照。因此,在季节变化和冬季严寒之前,必须在很短的时间内完成安装。


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为了使项目尽快走上正轨并遵照精准的时间表,所有合作伙伴共同努力在实验室中重建恶劣的南极环境并在安装前对这个解决方案进行了测试。

 

日照时长的极端温度和极端变化,夏季长达16小时,冬季只有2小时,这意味着我们必须考虑如何安装光伏电池板。 这是这个项目中最有趣的一点,因为我们还必须考虑60°位置的最佳倾斜度。 太阳能电池板垂直安装在现有机房的墙壁上,具有90°倾斜和N方向,并且处于相当高的高度,它们才可以承受当地的积雪和大风。


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图3. Producciones normalizadas =标准化产量(每安装kWp)

Potencia标称1240kWp =标称功率1240kWp

Factor de rendimiento(PR)=生产比率

 

请问你们选择是什么型号的组件和逆变器,为什么选择它们?你们是如何进行测试的?


我们使用的是比亚迪BYD310P6C-36(Pmax 310W)光伏组件及ABB的UNO-DM-1.2-TL-PLUS (1.2kW at 230VAC 1ph)逆变器。气象站还配备了一台VSN700-03数据记录仪,UNO-DM-COM KIT通信板,VSN800-14气象站,RCD和MC4-Evo2连接器以及控制总线。我们通常使用都使用这些部件,因为他们已经被证明是非常可靠的产品并且得到制造商ABB的稳定支持。

 

UNO-DM-PLUS逆变器具有灵活的即插即用功能,并通过ABB的Aurora Vision工厂管理平台进行远程监控,这意味着我们不仅能够在三天的期限内完成1.2kW的安装,也能够远程监控其性能,同时收集天气模式的数据,这将更好地为未来更大规模的光伏安装提供有效信息。

 

基于ABB Aurora平台所需的远程监控功能,我们必须考虑的另一个因素是互联网连接的可能性。幸好有强大的卫星通讯连接,确保了互联网连接的可靠性。

 

为了让这个光伏系统在南极气候中幸存下来你们做了哪些调整呢?


支撑结构由铝制滑轨制成,抗振系统固定在现有机房的墙壁上,避免了南极该地区典型的大雪和强风这类典型当地气候导致的各种问题。逆变器则安装在机房内。

 

在夏季和冬季,你们分别有什么类型的需求?


需求状况取决于与驻扎在南极基地的人数。 在夏季时很多的科学研究任务开始执行,需求达到了最高点,无论何时都能有40个人以上出现在任务现场。在冬季这些需求大幅度减少,一般只有七八个人会留守在基地。


光伏系统的收益率如下图所示,这个小型发电设施的发电曲线则显示在图5中。正如大家看到的这个全年的曲线非常平滑,平均值约80%。


自这个光伏系统2018年3月试运行以来,已经达到下图中的最高发电水平:


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图4  最高发电功率(KW)-乌拉圭南极发电项目;横坐标:月份;Marzo=三月Abril=四月Julio=七月

 

该位置的实际最佳倾斜度为60°,安装方向应为N. 但是,最终为了承受南极的强风,组件被安装在了机房的外墙上。每日发电量曲线显示电站在这样的安装条件下按预期运行。


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图5

 

该系统的运行和维护计划是什么?你会使用特定的工具吗?


这个小系统的运营和维护由南极驻地的UTE人员负责,他们也负责基地所有的能源需求。


ABB Aurora Vision门户网站提供的远程监控功能可以深入分析光伏系统的运行情况,并可以主动进行故障排除,也可以从乌拉圭进行远程控制。


光伏辐射通常意味着技术对两极地区的影响相对较小,现在光伏成本已经下降,而且光伏性能大大提高了。太阳能对于帮助偏远的北极和南极地区的离网社区有多大价值呢?


光伏与其他可再生能源(如风能或生物燃料)以及电池或机械类等其他能源储存系统共存的潜力可能意味着偏远地区或离网社区可每年365天全天24小时提供可靠的电力供应,并且费用合理。

 

在我们的案例中,这个光伏系统的安装将有助于Artigas基地通过改善采购和物流来减少其运营对环境的影响,还可以降低运营成本,而采购和物流在如此恶劣的条件下往往是非常复杂且昂贵的。


这个试点项目的早期数据已经显示出令人鼓舞的结果,下一步是在2019年安装一座100千瓦的电厂。虽然只是第一步,但其成果见证了所有公司之间的合作共赢。 很快,乌拉圭就会成为南极洲第一个几乎独立于化石燃料的国家。


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图6 Artigas基地,南极


来源:PV tech

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